S31Z エンジンとミッション交換
2012.9月12日
夏の暑い間とても工房の中で重作業出来る状態ではありませんでした。
しかし、9月に入ってとうとう手を付けてしまいました。
画像はＦＲＰボンネットを外したところです。この状態になればもう先に進むしかありません。
何故これをやるかというと、今まで載っていたエンジンが壊れたり調子悪いからというわけではありません。むしろ非常に調子よく、キャブのセッティングも決まってきました。
じゃ、何故なんだ・・・ ！！
理由は
１）1年前に組んだエンジンの確認をしたい。L型エンジンの中でもヘッド刻印Ｎ４２ ケース刻印Ｎ４２は高性能だという評判の素材を全バラしてから再度組みたてたものですが、内容状態としてはあまりよくありませんでした。各部の摩耗が見られて調整だけでは直らない内容でしたので、完全にするにはバルブシートカットやヘッド面研など必要でしたが追加工などせずにそのまま手入れして復元したものです。いうなれば開腹手術したが惨状は見なかったことにしてそのまま再度縫合というやつです。しかし、これがどの程度の復元か確認したいのです。
・親 子メタル関係まで分解してチェックしました。
・ピストンリング外してチェック
・シリンダーの鋳抜きプラグ外してウォーターギャラリー掃除
・ヘッドバルブシート再生
・バルブフェース再生などです。
・ヘッドガスケット・オイルシール・パッキンなどはもちろん新品に交換
２）理由 その２
今年になって７１Ｃミッションを７１Ｂミッションの中に組み込んで７１Ｂコンパチにして、フェアレディーに２－３速ダブルシンクロと強化されたギヤーを使えるようにする試みをしてきましたが、どうしてもこのミッションの試験をしたいのです。ミッションの詳細は こちら
画像で外観はどう見ても７１ＢのＳ３０ ３１Ｚの標準ミッションですが、中身はＳ１３・Ｓ１４シルビアやＲ３２スカイラインなどに搭載された新世代７１Ｃに交換しているものです。通常７１Ｃに交換する場合リヤエクステンションは７１Ｃ用をそのまま使いＬ型エンジンと適合する為フロントケースのみ７１Ｂを使う場合が多いですが、そうすると７１Ｂ適合車に搭載する場合はミッションマウントの切り貼り、室内コンソールの切り貼りが生じます。それではオリジナルを重視すると我慢できない改造ですし、安全・費用で？です。
そこで、この７１ＢコンパチＣをつくったのです。
これなら、外観は７１Ｂと全く同じなので、無改造ポン付けで搭載が可能です。
が、その性能は是非確認する必要があります。
以上、自分なりの理由があるのですがこんなことが理由といえるかどうか疑問を持たれる方は多いでしょうね。 でも 昔から言われていましたが、あの人は車を直しているのではなく壊していることのほうが多いと・・・。
気を取り直して先に進みます。
マフラーを外す為にリヤを上げます。今はこんな馬を使いますが、理由はトラストのマフラーを付けて以来デフをジャッキアップしようとするとマフラーにジャッキが干渉してしまいます。タイヤ交換はどうしたらいいんでしょうか。この状態でジャッキを掛けてもタイヤは馬から浮きません。トラストマフラーはタイヤ交換できないです。
１）フロントもジャッキアップし、タコアシとの接続を緩めます。
２）中間のつり金具は切り離します。
３）マフラーが落ちないようリフターで支えます
４）リヤの太鼓部分のネジを外し針金で仮に吊ります。１人作業だとこうなります。
このあとタコアシ部のネジをすべて外してマフラーをリフターの上に支えた状態で、リフターを除々に下げていきます。最後はタイヤ付き寝台の上に下ろします。
マフラーが外れました。
下の画像でタコアシ部のガスケットに排気漏れが見られます。特にマフラー側ですので、マフラーフランジ面の状態が悪いようです。
マフラー中間部の斜線部はデフメンバーと干渉して凹ましたところです。
リヤ太鼓部への配管溶接部に排気漏れが見られます。何回も溶接した跡がありますがまだ漏れてます。
全体的にはあまり状態のいいマフラーではありません。
ここまで約６０分の作業でした。
次にクーラントを抜きます
ラジエターを外します
クーリングファンを取り外します
このあとエンジンオイルを抜きます。
画像は自作のオイルキャッチタンクですが、２Ｌのペンキカンを流用しています。サーキットではオイルキャッチタンクの取り付けを義務付けているところが多いです。
ここまでが油脂類抜き取り作業というところで約６０分。
セルモーターへの配線類を外します。
この前に当然バッテリーの端子から配線を外してから作業に入ります。
つぎに オルタネーターの配線を外します。各端子の形が異なっているので、元に戻す時にまごつくことはありませんが、コンデンサーの取り付け位置は少し迷います。この位置です。
コンデンサーは Ｅ と浮き出し文字のあるところ、アース部にアース線（黒）とともに取りつけます。
丸端子はプラス線で、バッテリーから直でプラスがかかっているので注意
ヒーターホースをはずします。
オイルクーラーのアダプターが付いていてそこからオイルクーラーまで配管がありましたが、取り外してオイルフィルターだけにします。オイルクーラー配管はまとめてビニールでくるんで養生しておきます。
つぎにキャブを外していきます。
エンジン外す時にぶつけると壊れてしまう可能性がありますので、外します。
アクセルロッドと？型のリンケージも外します。
キャブを３個外しました
画像が無いですが、ディストリビューター点火信号線とエンジン温度センサー配線を外します。
とにかくエンジン回りのすべての配線配管が車体と切り離されているか確認します。
ガレージジャッキのお皿を外してその穴を利用して刺さるように工夫したミッションジャッキ・自作です。右側のネジを回すことで角度調整ができます。ジャッキを煽ることで高さ調整ができます。チェインはミッションに巻いて固定する為のものです。
エンジン台です。エンジン外したけど置くところが無いではしゃれになりません。木で自作していますが強度的には問題ありません。最近は鉄アングルでつくったタイプもあります。タイヤはゴムではなくＭＣナイロン製の白い奴のほうが丈夫です。
このあといよいよエンジンと車体ミッションを切り離してゆきますが、一番面倒なのはこのセルモーターの部分で、まず下側のボルトを車体下にもぐって外しておきます。そのあと上側のボルトを外します。このセルはリダクションタイプです。
このときついでにエンジン下側のミッションカバープレートを固定しているＭ８のネジ２本も外してしましまいます。
エンジンの接続部分のボルト類はこれだけです。上がセル用の２本 左がエンジンマウント用の左右２本ずつ そして右側長いのがエンジンとミッションを固定する４本のＭ１０ボルト そして下のボルトナットはカバーを止める２本です。極端に言えばこのボルト類１２本をしっかり管理すれば、エンジンが脱落するなどの大きな間違いは起こらないはずです。
分離しました。
が、エンジンとミッション間は２本の位置決めノックピンが刺さっている為簡単には分離しません。こつとしてはエンジンを前あがり気味に吊ることと、ミッションとの軸水平を保つことで、ここが無理に曲がっていると外れません。
吊り方を変えたり、ミッションを上下させてみます。そして最後はクレーンに体重を掛けて前後にゆすりますとパコッと外れてきます。もちろん思わぬところのボルトが外して無いなどというポカミスがないか何度も確認してゆきます。ここは力技となりますので思い切っていきます。
ミッションの保持状態です
なんとか外れました。
接続ボルトを外すところから１２０分かかりました。
１人ではやはり時間がかかります。
安全のためなるべく急がず、何回も確認してから進めていきます。
画像では分かりずらいですが、エンジン下側の接続面にかなりの量のオイルが漏れています。どうやらクランクの後ろ側のオイルシールのところから漏れているようです。Ｌ型エンジンのこの部分はクランクが段付き摩耗していることが多く、オイル漏れしやすいと思います。対策を考えねばなりません。
オイルがクラッチに付くと滑ってしまいますね。
ここはエンジンルーム右側のレインフォースメントですが、錆が見られます。以前 ブレーキオイルがマスターシリンダー付けねから漏れてここに溜まり、塗装がはがれてしまいましたのですが、前回のエンジン脱着時に白っぽい塗料エスコ＝強力な防錆材で塗り直したのですが、下地処理が不十分だったようで再度錆びてきています。エスコはシンナーにも侵されない強力な塗料ですので、ブレーキオイルぐらいではＯＫのはずですがなぜかまただめになっていました。
今回またここをやりなおすこととします。
続いてミッションの取り外しに入ります。
ミッションを外す為に、まずコンソールを外してからシフトカバーゴム製を外します。
そしてシフトレバーを外すのですが、このときシフト軸を止めているＥリングを飛ばしてなくしてしましまいました。何回もやっているのですがだめですね。
このあと、ミッションマウントメンバーの固定ボルト2本を抜きます。
あとはミッションを前に引き出してゆきます。
ドライブシャフトは差し込んであるだけなのでそのまま外れます。
ミッションが外れました。 この作業は４０分くらいでした。
なんか釣りあげられた魚のようですね。
左右のレインフォースメントの錆対策でこれらの化学薬品を使います。左側の丸いボトルはＲＰ－１で浸透性に優れた液体でほとんどの所へスッと浸み込んでいきます。そしてそこで水分を吸収して固体化する性質の様です。反応後はニス状の塗装膜状態になります。右側はエスコという２液性エポシキ樹脂塗料でエポシキ接着剤と同じような物の様です。塗ると表面に非常に硬くて水分を通しにくい個体に変化して水分をシャットアウトする物の様です。先にＲＰ-１で処理して次にエスコを塗りますが、これがあまり良くないかもしれません。エスコの下地処理はメタルレディーというエッチング剤が指示されていますのでその方がいいかも・・・・。
かなり前のレインフォースメントの画像でグレーの塗膜が茶色く変色していた部分がありましたが、そこをドライバーの先を加工したスクレイパーで突っつくとベロベロとエスコの膜がはがれてしまいました。うまく硬化していないのかもしれません。固い部分もありそこははがれません。
硬化剤の分量間違いかもしれません。とにかくはがれるところはすべてはがしてからその下にある錆は削ってしまいます。それでも取りきれないのでＲＰ－１で薬品処理します。そのあと一昼夜置いて、その上からエスコを塗っていきます。
このように塗り終わりました。
レインフォースメントはグレーで他の部分はガンメタ色でツートンになって残っていますが、これはこれでいいかも。
次にエンジンマウントですが、マウントゴムの切れがあったので前回新品の標準品に交換していたのですが、カメアリの強化品が安く入手できたのでこれを機会に強化エンジンマウントに交換です。
これはクラッチレレバーとベアリングですが、右側は７１ｃ用です。
ベアリングの受け面の径が異なっていますね。
クラッチカバーの当たり面を確認して選択する必要がありますね。
そしてこれはシフトレバーの軸受部分ですが、太鼓形状の中に軸を通す穴があり。ここに標準ではプラスチックの透明なつば付きカラー形状のインシュレーターが取り付けられています。このプラスチックのインシュレーターはほとんどの場合すごく劣化摩耗してしまいます。シフトレバーを操作してぐにゃぐにゃしている場合はここが壊れている場合が多く、場合によっては完全に粉々になって消滅していることもあります。対策として画像で金色に見えるブッシュを銅合金で削り出して使っていました。今回分解してみたのですが、問題なさそうです。ただし金属なので振動吸収が少し弱くなり、高回転時はシフトレバーに振動が残ります。
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写真を写す向きが反対になりましたが
ここから復元にはいって行きます。
ほとんど分解時の逆の作業になりますが、まずミッションを入れます。
これは 外観は７１Ｂに見えますが、中身は７１Ｃで組んだ７１ＢコンパチＣです。
クラッチフォーク・ベアリングも付けています。
ミッションマウントも付けました。標準のミッションマウントゴムは非常に柔らかく、手で軽く動くくらいグニャグニャです。この方が振動は少ないのでしょう。Ｌ型はシフトレバーの振動対策に苦慮した様子が見られます。やはり６気筒の長いエンジン仕様の為だと思います。
ミッションオイルは抜いてありますので、あとから大きな注射器の様な物で入れます。
ミッションオイルの注入口のプラグはあらかじめ緩めておきます。
ミッションが入りました。
ドライブシャフトのスプライン差し込みにだいぶ苦労しました。なかなか入りません。
車体下の作業は寝板での作業なので、思うようにいきません。
リフトがあれば楽だと思います。
コツとしてはやはりリヤエクステンションの差し込み口とドライブシャフトをパンタジャッキで同じ高さに揃えて置き、最後は前側からケースを軽くゆすりながら体重を掛けて押していくと、スポンという感じではいりました。
ここでの作業で９０分かかりました。
そしてエンジンを入れていきます。
このエンジンは 腰下 Ｎ４２ ヘッド Ｎ４２ のサラブレッド仕様です。
仕様としてはノーマルですが、一度バラバラにしてから組み立てなおしたものです。
各部の状態としてはあまりよくありませんでした。
摩耗や消耗、錆スラッジなどが多くあり、出来るだけ取り除きましたがどうでしょうか。
ヘッドもデポジットこそありませんでしたが、バルブシートは虫食いでしたので、
簡易的なバルブシートカッターで切りなおしてすり合わせを実施しました。
エンジンとミッションのドッキングですが、ここもみなさん苦労するところですね。
ポイントとしては エンジンを出来るだけミッションと水平に保つ。そのためにエンジン吊り位置を変化させていきます。エンジンルームに入れるまではタコアシが干渉するため前あがりでないと入りません。ミッションケースフランジの後ろにタコアシのメガネフランジが通ったら、エンジンを水平にします。
またこのエンジンは通常の吊り位置で吊ると重量バランスにより前から見て右側に回転して吊られます。これではミッションの取り付けと回転方向でずれが出て組めません。画像ではエンジンマウントの足に荷締めベルトを掛けて意識的に右側を上げています。
このようにしてとにかくミッションとエンジンのとりつけ位置を合わせ、それぞれの取り付け面が並行になるよう気を配ります。
そして最後のポイントですが、この状態でエンジンをミッションに押しつけても、タコアシフランジがミッションケースに干渉して押し込めません。そこで思い切ってエンジン全体を左回転方向に回転させます。角度的に１０度くらいでしょうか。この状態でタコアシフランジをミッションケースの後ろ側にくぐらせたら、傾けた１０度をもとに戻す感じでエンジンをミッション側に押してゆくといつの間にかミッションのメインドライブシャフトがクラッチに刺さってゆく感じで入ります。
ここまでの作業で６０分でした。
ミッションとのドッキングが完了したので、各接続ボルトや配線配管を繋いで行きます。
クーリングファンも取り付け
ここまで９０分です
次に トラストマフラーを取り付けていきます。
が、ここでとんでもないことになりました。
マフラーのフランジ面とタコアシのフランジ面が合わないのです。マフラーは今まで使っていたままですから問題ないとして、タコアシはヤフオクで入手したもので素性が分かりません。外観はきれいですがどうもフェアレディー用では無いようです。フランジ面が垂直でなく上向きの様で、合わせ面の上側が３ｍｍほど隙間が出来てしまいます。
どうもスカイライン用の様です。
仕方なく、ここは今まで使っていたフジツボのステンタコアシを前のエンジンから外して交換です。
だいぶ時間をロスしましたが、交換すると寸分の違いなくフランジ面が合います。
この精度が逆に信じられないような、合いです。
でもこれでいいです。
これが問題の正体不明のタコアシです。
形としてはフジツボに似ています。材質はスチールの様で重いです。
タコアシとしては私は全部で５本持っていますが、そのうち３本はＺに取りつけた実績がありますので、問題ないはずです。残りの２本の内１本がこれでＮＧ、もう１本はトラスト等長というだけで何用か不明です。これもチェックしてみなければなりません。はたしてフェアレディー用なのか？
なんやかんや遠まわりをしながらも、キャブ取り付けまでこぎつけました。
エンジンドッキングしてから、３時間半もかかってしまいました。
しかし、このあとついにエンジン始動にこぎつけたのです。
これで３回目のエンジン交換ですがいつも最初の始動には緊張とわくわく感があります。
そして結果的にはセル３秒であっけなく始動しました。
良く失敗する点火時期の合わせミスもないようです。
吹けあがりも悪くありません。
そしてもう１点の確認事項 ミッション ７１ＢコンパチＣ ですが
クラッチを恐る恐る踏んでみますと、踏み込み加減はちょうどいいようです。
クラッチベアリングやクラッチの高さを測っていたので、問題はでないはずです。
そして１速にギヤを入れクラッチを繋ぐと、動きだしました。
異音はありません。
駐車場内で２速 ３速 と入れても問題ありません。
しかしときどき１速への押し込みにひどく力がいる時があります。
チェンジ自体は出来るので、組みつけには問題ないと思うのですが、
どうやら使った７１Ｃミッションのシンクロの状態が良くないようです。
やっぱりシンクロコーンは新品にするべきだったか・・・・。
ケチッたのがよくなかったのか・・・。
ここはもう少し走り込んで検証します。
ボンネットも取り付けてコンソールは外したまま公道に出てみました。
１速は相変わらず入りずらいですが、２速から５速まで問題ないです。
フィーリングとしてはシフトのしっかり感が増したように感じられますが、
まだ激しいシフトは出来ないので、真価はこれからです。
エンジンとしては４０００ｒｐｍまであげましたが、やはりＮ４２特有のトルク感が体感できます。
いつもどうり加速してスピードメーターをふと見ると、いつの間にかスピードが出ているという感じです。
コンソールを取りつけますが、シフトカバーがヘタってきていますし、いまどきはこのような材質は流行っていません。スポーツ車用というよりは、ラグジュアリーカー用の仕立てだと思いますので、自分の好みで変更します。
オリジナルのシフトカバーは裏側で８か所くらいクリップで止められていますのでこれを外します。
次に流用する蛇腹ゴムタイプのカバーに固定用の板金ステーを付けたものをネジで固定していきます。
なぜかコンソールの裏側にのシフト穴の周囲にはネジ止め用の捨てボスが初めから付いています。
海外仕様とかでは、この様な仕様があったのかもしれません。
コンソールへの取り付け完了です。
こんな感じです。
スポーティーになったと思いませんか？
コンソールも取り付け2回目の試走にでました。
コンソールを外しているとＳ３１の場合、ウィンカーが点灯しなくなるんですね。ハザードスイッチがコンソールに有る関係でそうなるようです。
車両としては、完成しましたので安心して走れるようになりました。しかし1速のシフトは相変わらず引っかかります。当初はシンクロのせいと思いこんでいたのですが、組み付け時シンクロは何度も確認したし、シフトフォークを動かしてシフトのチェックもして問題ありませんでしたので、こうなるのは変です。私はこのような場合、これについてずっと考え続けてしまい、頭から離れなくなります。これで2日目です。
そしてあることに思い当りました。リヤエクステンションの内部ではシフトのストライキングロッドとシフトロッドの集合部がドッキングしているのですが、７１Ｂと７１Ｃでは少し様子が違っていたのです。言葉で言うのは少し難しいですが、とにかくここを調整しましたら、ほぼ引っ掛かりは無くなりました。
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追記２０１２年１０月４日 ：７１系のリアエクステンション＝しっぽの中に有るシフトのストライキングロッドとシフトロッドの集合部の様子の話なんですが、ずっと私の頭の中を回って離れません。これほど互換性にこだわってきたＮ社の設計陣はここで何が起こったのでしょうか？あまりにも設計変更が大胆すぎます。Ｎ社の伝統からすると考えにくい（逆にいえばＮ社はよっぽどのことが無い限り前例踏襲の設計を絶対に外さないはずなんですが）変更です。ずっとこれが気になっているんです。
ですから私としてはどうしてもここを解明しなければなりません。
ということで ７１Ｂのしっぽの掴みどころ ということで今後探求を進めます。
その進行状況は ７１Ｂのシッポの解明 こちらでリンク
この状態にてしばらく走ってみます。
Ｓ３１Ｚのエンジン・ミッション交換はひとまず完成です。
結論から言うと
１）Ｎ４２エンジンは思ったより調子いいです。４０００ｒｐｍまで回しましたがパワフルです。
だんだん回転上げていき、最後に裏山の秘密のテストコースでタイムアタックする予定です。
２）７１ＢコンパチＣは問題なく機能します。耐久性やシンクロ性能はこれからの確認です。
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2012年9月21日
新東名と裏山の秘密のテストコース含めて、走行試験をいたしました。
Ｎ４２エンジンですが思ったより、快調です。
高速で気持ちがいいくらい強烈なトルクで加速してゆきます。
５０００ｒｐｍまで強烈に加速します。
しかしそれ以上はノーマルの悲しさで、伸びが鈍ります。
今回 点火時期を確認実施 ２５度→１2度へ調整 これが標準値ですが、ディスビには進角装置が付いています。固定で35度にする人もいるようです。
ウィーバージェット交換調整 Ｍ１４５ Ａ１８５へ変更
しています。 ほんとはＭ１５５ Ａ２１０くらいにしたいですが手持ちがありません。
また７１ＢコンパチＣミッションですが、これも調子いいです。
峠道でのシフトが気持ちよくできます。
ノーマル７１Ｂよりやはり一皮むけたシフトフィーリングです。
異音やうなり音はまったく気になりません。
また高回転での振動も少ないです。
新品シールドベアリングやギヤ性能がやはり違うようです。
2012.10.7
アフターファイヤーが頻発するようになりました。
顛末は アフターファイアーの嵐 へ
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２０１２年１１月１５日
ずっと試走を定期的に継続していますが、インプレッションを報告します。
大きな変更は、エンジンの燻ぶり対策をしました。プラグは５番にして、ジェットも目いっぱい絞りましたが、燻ぶりは解消されず、燃費も極端に悪いです。いろいろ見ましたが原因がわかりません。ガソリンがエンジン外にこぼれているような痕跡もありませんので、エンジンにのみ込まれているのですが、３ｋｍ/ってあるでしょうか？
少し前に原因不明のまま仕方なくインテークマニフォールドを新品のトラの子のサンヨー製に交換しました。なぜかというとそれまでつけていたＦＥＴ製は間違いなくスカイライン用で、Ｚではウエィバーを付けるとかなり傾いてしまいます。それでオーバーフローを疑ったのです。結果、エンジン回転上昇は前より鋭くなったような気がします。もう少し様子を見ます。
７１ＢコンパチＣミッションですが、思ったよりさらに良いことがだんだん体感できるようになってきました。実は、７１Ｂの時にはシフトダウン時には常にダブルクラッチを踏んでいたのですが、７１ＢコンパチＣでも習性でそうしていたのですが、だんだんそれをしなくても通常走行ならほとんど抵抗なくシフトできるのがわかってきたんです。７１Ｃでも正直シフト感は大して変わらんなと思っていたのですが、いままでダブルクラッチをやっていたのでその良さが分からなかったんですね。
さていよいよ１１月２８日はこのミッションで富士スピードウェイにアタックします。どうか壊れませんように・・・・・祈。
富士スピードウェイアタックの様子は こちら